Üç eğrilikli sürtünmeli sarkaç mesnetli yapıların dinamik davranışına zemin eğilebilirliğinin etkisi

(1)

İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

ÜÇ EĞRİLİKLİ SÜRTÜNMELİ SARKAÇ MESNETLİ YAPILARIN DİNAMİK DAVRANIŞINA ZEMİN EĞİLEBİLİRLİĞİNİN ETKİSİ

YÜKSEK LİSANS TEZİ

İnş. Müh. Muhammet YURDAKUL

OCAK 2011 TRABZON

(2)

(3)

II

Bu çalışma Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı’nda Yüksek Lisans Tezi olarak hazırlanmıştır.

“Üç Eğrilikli Sürtünmeli Sarkaç Mesnetli Yapıların Dinamik Davranışına Zemin Eğilebilirliğinin Etkisi” isimli tez çalışmasını bana öneren ve her aşamasında gerek bilgi ve tecrübelerini gerekse maddi ve manevi desteğini benden esirgemeyen Hocam Sayın Yrd. Doç. Dr. Şevket ATEŞ’e en içten teşekkürlerimi sunarım.

Akademik hayatım boyunca bana destek olan ve yardımlarını esirgemeyen Hocalarım Yrd. Doç. Dr. Süleyman ADANUR’a, Arş. Gör. Dr. Ahmet Can ALTUNIŞIK’a, Arş. Gör. Dr. D. Mehmet ÖZCAN’a ve Arş. Gör. Temel TÜRKER’e çok teşekkür ederim.

Tez jüri üyeliğinde bulunup tezin tamamlanmasında önemli katkıları olan değerli hocalarım Yrd. Doç. Dr. Mehmet AKKÖSE ve Yrd. Doç. Dr. Recep NİŞANCI’ya şükranlarımı sunarım.

Öğrenim hayatım süresince bana her türlü desteği veren babama, anneme, ablalarıma, kardeşlerime, yeğenlerime ve arkadaşlarıma müteşekkir olduğumu belirtmek isterim. Ayrıca, tüm desteğiyle yanımda olan eşim Solmaz YURDAKUL’a göstermiş olduğu sabırdan dolayı teşekkür eder, bu çalışmanın, yeni çalışmalara ışık tutmasını ve ülkemize faydalı olmasını temenni ederim.

Muhammet YURDAKUL Trabzon 2010

(4)

III Sayfa No ÖNSÖZ ... II İÇİNDEKİLER... III ÖZET ... VII SUMMARY ... VIII ŞEKİLLER DİZİNİ ... IX TABLOLAR DİZİNİ... XVII SEMBOLLER DİZİNİ ... XVIII 1. GENEL BİLGİLER ... 1 1.1. Giriş ... 1

1.2. Konu ile İlgili Daha Önce Yapılmış Çalışmalar... 2

1.3. Sismik İzolasyon Çeşitleri ... 9

1.3.1 Tabakalı Kauçuk Mesnet Sistemi ... 9

1.3.2. Yeni Zelanda Mesnet Sistemi... 10

1.3.3. Elastik Sürtünmeli Mesnet Sistemi... 11

1.3.4. Fransız Elektrik Mesnet Sistemi... 12

1.3.5. Kayıcı Elastik Sürtünmeli Mesnet Sistemi ... 13

1.3.6. Yüksek Sönümlü Kauçuk Mesnet Sistemi ... 13

1.3.7. Sürtünmeli Mesnet Sistemi... 14

1.3.8. Çapraz Doğrusal Hareket Sistemi... 15

1.3.9. Çelik Bilyeli İzolatör ... 16

1.3.10. Sürtünmeli Sarkaç Mesnet Sistemleri... 16

1.4. Sismik İzolasyon Sistemlerinin Uygulamaları ... 21

1.4.1. Dünyadaki Uygulamalar... 21

1.4.2. Ülkemizdeki Uygulamalar... 24

1.5. Tek Eğrilikli Sürtünmeli Sarkaç Mesnet Sisteminin Mekanik Özellikleri ... 29

1.5.1. Sürtünme Katsayısı... 34

1.6. İki Eğrilikli Sürtünmeli Sarkaç Mesnet Sisteminin Mekanik Özellikleri ... 35

(5)

IV

1.6.1.3 İESS’de Kayma Durumu 3 ... 42

1.7. Üç Eğrilikli Sürtünmeli Sarkaç Mesnet Sisteminin Mekanik Özellikleri ... 43

1.7.1. ÜESS Mesnet Sisteminin Kuvvet-Yerdeğiştirme İlişkisi... 46

1.7.1.1 ÜESS’de Kayma Durumu 1... 47

1.7.1.2. ÜESS’de Kayma Durumu 2... 49

1.8. Çok Hendekli Sürtünmeli Sarkaç Mesnet Sistemi... 57

2. YAPILAN ÇALIŞMALAR... 58

2.1. Giriş ... 58

2.2. Seri Model ... 59

2.2.1. ÜESS Seri Modeli İçin Formüller ... 61

2.3. Zaman Tanım Alanında Lineer Dinamik Hareket Denklemleri ... 65

2.3.1. Doğal Frekans ve Modların Hesabı ... 65

2.3.2. Mod Süperpozisyon Yöntemi ... 69

2.3.3. SAP2000’de Zaman Tanım Alanında Analiz ... 73

2.3.4. SAP2000 Yapısal Analiz Programı ile Çerçeve Analizi ... 74

2.3.5. SAP2000’de Kabuk Eleman (Shell Element)... 75

2.3.6. SAP2000’de Doğrusal Olmayan Bağlantı Elemanı (Nllink Element) ... 76

2.4. Zemin-Yapı Etkileşimi İçermeyen Düzlem Çerçeve Modeli ... 78

2.5. Zemin-Yapı Etkileşimi İçeren Düzlem Çerçeve Modeli ... 79

2.6. Yer Hareketi... 80

2.7. Düzlem Çerçevenin Sismik İzolasyonunda Kullanılan ÜESS Mesnedinin Mevcut Parametreleri... 81

2.8. Seri Modelde Kullanılan Parametreler ... 82

2.9. Gülburnu Köprüsü ... 83

2.9.1. Malzeme Özellikleri ... 85

(6)

V

2.9.4. Seri Modelde Kullanılan Parametreler ... 88 2.9.5. Gülburnu Köprüsü’nde Kullanılan ÜESS Mesnedinin SAP2000’de

Modellenmesi ... 89 3. BULGULAR VE İRDELEMELER ... 91 3.1. Giriş ... 91 3.2. Zemin-Yapı Etkileşimi İçermeyen 8 Katlı Düzlem Çerçeve

Modelinden Elde Edilen Bulgular ... 92 3.2.1. Periyotlar... 92 3.2.1.1. Periyotların İrdelenmesi... 93 3.2.2. Kat Yerdeğiştirmeleri, Kat İvmelerinin Karşılaştırılması ve ÜESS

Mesnedinin Yerdeğiştirmesi... 93 3.2.2.1. Maksimum Kat İvmeleri, Maksimum Yerdeğiştirmeler ve ÜESS

Mesnedinin Yerdeğiştirmesinin İrdelenmesi... 102 3.2.3. Kolonlarda Meydana Gelen Normal Kuvvetler, Kesme Kuvvetleri,

Eğilme Momentleri ve Taban Kesme Kuvvetlerinin

Karşılaştırılması... 104 3.2.3.1. Kolonlarda Meydana Gelen Normal Kuvvetler, Kesme Kuvvetleri,

Eğilme Momentleri ve Taban Kesme Kuvvetlerinin İrdelenmesi ... 107 3.2.4. İzolatördeki Meydana Gelen Kesme Kuvveti-Yerdeğiştirme

Arasındaki İlişki... 108 3.2.4.1. İzolatörde Meydana Gelen Kesme Kuvveti-Yerdeğiştirme

Arasındaki İlişkinin İrdelenmesi... 108 3.3. Zemin-Yapı Etkileşimi İçeren 8 Katlı Düzlem Çerçeve İçin Elde

Edilen Bulgular... 109 3.3.1. Yumuşak, Orta ve Sert Zemin Sınıfları İçin Sismik İzolasyonlu ve

İzolasyonsuz Düzlem Çerçevenin Analiz Sonuçlarından Elde

Edilen Periyotlar ... 109 3.3.1.1. Periyotların İrdelenmesi... 110 3.3.2. Maksimum Kat Yerdeğiştirmelerinin, Kat İvmelerinin

Karşılaştırılması ve ÜESS Mesnet Sisteminin Yerdeğiştirmesi... 110 3.3.2.1. Maksimum Kat Yerdeğiştirmelerinin, Kat İvmelerinin

Karşılaştırılması ve ÜESS Mesnet Sisteminin Yerdeğiştirmesinin

İrdelenmesi ... 127 3.3.3. Kolonlarda Meydana Gelen Normal Kuvvetler, Kesme Kuvvetleri

(7)

VI

3.3.4. İzolatördeki Kesme Kuvveti-Yerdeğiştirme İlişkisi... 138 3.3.4.1. Kesme Kuvveti-Yerdeğiştirme İlişkisi Sonuçlarının İrdelenmesi ... 139 3.4. Sismik İzolasyonsuz, TESS ve ÜESS Mesnedi ile Sismik

İzolasyonu Yapılan Gülburnu Köprüsü’nün Analizleri

Sonuçlarından Elde Edilen Bulgular ... 140 3.4.1. Analizler Sonuçlarından Elde Edilen Periyotlar... 140 3.4.1.1. Periyotların İrdelenmesi... 140 3.4.2. Analizler Sonuçlarından Elde Edilen Düşey Yerdeğiştirmelerin

Karşılaştırılması... 141 3.4.2.1. Analizleri Sonuçlarından Elde Edilen Düşey Yerdeğiştirmelerin

İrdelenmesi ... 141 3.4.3. Tabliye Boyunca Meydana Gelen Normal Kuvvetler, Kesme

Kuvvetleri ve Burulma Momentlerinin Karşılaştırılması ... 142 3.4.3.1. Tabliye Boyunca Meydana Gelen Normal Kuvvetler, Kesme

Kuvvetleri ve Eğilme Momentleri Sonuçlarının İrdelenmesi... 143 4. SONUÇLAR ve ÖNERİLER ... 145 5. KAYNAKLAR ... 148 ÖZGEÇMİŞ

(8)

VII

Bu tez çalışmasında, üç eğrilikli sürtünmeli sarkaç mesnetli yapıların dinamik davranışına zemin eğilebilirliğinin etkisi incelenmiştir. Bu amaçla, SAP2000 programında oluşturulan 8 katlı düzlem çerçeve modeli ve Gülburnu Köprüsü üzerinde çalışmalar gerçekleştirilmiştir.

Yapılarda sismik izolasyon yapılmasının faydalarında biri, sismik izolasyon kullanımının yapılarda periyodu arttırmasıdır. Buna bağlı olarak yapıların depreme dayanımı artmaktadır. Diğer bir fayda ise periyodun artmasıyla birlikte depremden yapıya aktarılan ivmeler azalacaktır. Buna bağlı olarak yapıların kesit tesirlerinde azalmalar meydana gelecektir.

Yüksek lisans tez çalışması dört bölümden oluşmaktadır. Birinci bölüm genel bilgiler bölümü olup; sismik izolasyon sistemleri, bunlara ait analitik modeller ve bu yöntemlere ait formülasyonlar sunulmaktadır.

İkinci bölümde; yapılan çalışmalara yer verilmektedir. Yapılan çalışmalar üç kısma ayrılmıştır. İlk kısımda; üç eğrilikli sürtünmeli sarkaç mesnetli ve ankastre mesnetli olarak modellenen 8 katlı düzlem çerçevenin zaman tanım alanında doğrusal olmayan analizleri yapılmıştır. İkinci kısımda; zemin-yapı etkileşimi dikkate alınarak üç eğrilikli sürtünmeli sarkaç mesnetli ve ankastre mesnetli olarak modellenen söz konusu düzlem çerçevenin zaman tanım alanında doğrusal olmayan dinamik analizleri yapılmıştır. Üçüncü kısımda ise sismik izolasyonsuz, tek eğrilikli sürtünmeli sarkaç ve üç eğrilikli sürtünmeli sarkaç mesnetlerini kullanılarak sismik izolasyonu yapılan Gülburnu Köprüsü’nde sonlu elemanlar yöntemi kullanarak zaman tanım alanında doğrusal olmayan analizleri yapılmıştır.

Üçüncü bölümde; analizlerden elde edilen bulgular ve irdelemeler sunulmuştur. Dördüncü bölümde; tez çalışmasından elde edilen sonuçlara ve yapılan önerilere yer verilmektedir. Bu bölümü kaynaklar ve özgeçmiş izlemektedir.

Anahtar Kelimeler: Sismik İzolasyon, Üç Eğrilikli Sürtünmeli Sarkaç Mesnedi, Düzlem Çerçeve, Zemin-Yapı Etkileşimi, Doğrusal Olmayan Bağlantı Elemanları, Seri Model.

(9)

VIII

Effect of Soil Flexibility on the Dynamic Behavior of Seismically Isolated Structures with the TCFP Bearings

In this thesis, soil flexibility effects on the dynamic behavior of the seismically isolated structures with triple concave friction pendulum bearings are examined. For this purpose, a two-dimensional and eight storey reinforced concrete building frame with and without seismic isolation bearings, and Gülburnu Highway Bridge are used for analysis in SAP2000.

The techniques used in the structures provide many advantages. Firstly, process of seismic isolation causes to increase dominant period of the structure. Therefore, resistance of structure against earthquake ground motion incredibly increases. The second advantage is that period of structure is increased so transmitted acceleration to the structure due to earthquake motion is reduced. This lead to decrease on elements forces of structure.

Four main sections are considered in this thesis. In the first section of the thesis, background of seismic isolation techniques, their analytical models and formulations of these models are given.

In this second section of the thesis, studies which done are considered. The second section of the thesis is separated into three main parts. In the first part; nonlinear time history analyses of the plane frame with isolated and non-isolated are performed. In the second part; the plane frame with and without both soil-structure interaction and triple concave friction pendulum bearings are performed. In the third part; the finite element model of Gülburnu Highway Bridge are presented. The analysis of the bridge with and without seismic isolation is performed. The single concave and the triple concave friction bearings are used for the seismic isolation of the considered bridge. Time history analysis is used for dynamic analysis.

In the third section of the thesis; results obtained from these analyses are examined. In the fourth section of the thesis; conclusions and some suggestions related to the study are given. Lastly, references and autobiography are presented.

Key Words : Seismic isolation; triple concave friction pendulum; soil structure interaction, non-linear link elements, series model.

(10)

IX

Sayfa No

Şekil 1.1. Jules Touaillon tarafından patenti alınan sistem... 3

Şekil 1.2. Tabakalı kauçuk mesnet sistemi ... 10

Şekil 1.3. Yeni Zelanda mesnet sistemi ... 11

Şekil 1.4. Elastik sürtünmeli mesnet sistemi ... 12

Şekil 1.5. Fransız elektrik mesnet sistemi... 12

Şekil 1.6. Kayıcı elastik sürtünmeli mesnet sistemi ... 13

Şekil 1.7. Yüksek sönümlü kauçuk mesnet sistemi ... 14

Şekil 1.8. Sürtünmeli mesnet sistemi... 15

Şekil 1.9. Çapraz doğrusal hareket sisteminin görünüşü ... 15

Şekil 1.10. ÇBİ sisteminin görünüşü ... 16

Şekil 1.11. Sarkaç hareketinin SSM sistemine geçişinin gösterilmesi ... 17

Şekil 1.12. Sürtünmeli sarkaç mesnet sistemi... 19

Şekil 1.13. Benicia–Martinez Köprüsü... 22

Şekil 1.14. AboveNet Binası... 23

Şekil 1.15. Yunanistan’daki LPG tankı ... 23

Şekil 1.16. Hermes heykeli ... 23

Şekil 1.17. Sakhalin 2 platformu (a) ve kullanılan SSM (b)... 24

Şekil 1.18. Eel River Köprüsünü ... 24

Şekil 1.19. Atatürk Hava Limanı Dış Hatlar Terminali... 25

Şekil 1.20. Sabiha Gökçen uluslararası havalimanı terminal binası (a) ve birleşim detayı (b)... 26

Şekil 1.21. Tarabya otelinin görünümü (a) ve kolonlarına yerleştirilen SSM sistemi (b) ... 26

Şekil 1.22. Erzurum Devlet Hastanesi (a) ve kullanılan izolatör... 27

Şekil 1.23. Ankara Söğütözü Kongre ve Ticaret Merkezi (a) ve kullanılan izolatör ... 27

Şekil 1.24. Antalya Havaalanı’ndaki sismik izolasyon uygulaması ... 28

Şekil 1.25. Bolu Viyadükü’nden görünümler ... 28

(11)

X

Şekil 1.29. Tek eğrilikli sürtünmeli sarkaç mesnedin histeretik davranışı ... 32

Şekil 1.30. Sürtünme katsayısının mesnet basıncına bağlı olarak değişimi ... 35

Şekil 1.31. İESS mesnet sisteminin kesiti... 36

Şekil 1.32. İki eğrilikli mesnet sisteminin eşit eğrilikli yüzeyi (a) ve farklı eğrilikli yüzey (b) en kesitleri... 36

Şekil 1.33. Çeşitli aşamalardaki İESS mesnedinin en kesiti... 38

Şekil 1.34. İESS mesnet sisteminin serbest cisim diyagramı ... 39

Şekil 1.35. ÜESS mesnet sisteminin kesiti ... 44

Şekil 1.36. ÜESS mesnet sisteminin en kesiti ... 44

Şekil 1.37. ÜESS mesnet sisteminin çeşitli aşamalardaki hareket durumları... 46

Şekil 1.38. ÇHSSM sisteminin en kesiti (a) sökülmüş hali (b) açılmış görünümü (c) ... 57

Şekil 2.1. ÜESS mesnet modelini temsil eden seri modeldeki üç tane TESS mesnedi ... 60

Şekil 2.2. ÜESS mesnedinin SAP2000 deki yapı-zemin etkileşim içermeyen (a) ve içeren (b) seri modeldeki gösterimleri... 61

Şekil 2.3. Mod süperpozisyon yöntemi... 70

Şekil 2.4. Mod süperpozisyon yönteminde modal koordinatlar ve çözüm... 73

Şekil 2.5. Dört düğüm noktalı kabuk eleman ... 76

Şekil 2.6. Kabuk elemanda gerilmeler... 76

Şekil 2.7. Zemin-yapı etkileşimi içermeyen (Rijit zemin) 8 katlı düzlem çerçeve modeli ... 78

Şekil 2.8. Zemin-yapı etkileşimi içeren 8 katlı düzlem çerçeve ... 80

Şekil 2.9. 17 Ağustos 1999 Kocaeli depreminin ivme–zaman (a) ve yerdeğiştirme–zaman grafikleri (b) ... 81

Şekil 2.10. Gülburnu Köprüsü ... 83

Şekil 2.11. Gülburnu Köprüsü’nde kullanılan TESS mesnet sistemi.(Yüksel Proje, 2007)... 84

Şekil 2.12. Gülburnu Köprüsü’nün boy kesiti ve eleman boyutları (Yüksel Proje, 2007)... 84

Şekil 2.13. Gülburnu Köprüsü’nün üç boyutlu sonlu eleman modeli... 85

Şekil 2.14. 13 Mart 1992 Erzincan depreminin ERZ-EW (a) ve ERZ-NS (b) bileşenlerine ait ivme zaman grafikleri... 87

(12)

XI

Şekil 2.16. ÜESS mesnedinin üç boyutlu seri modeli ... 90 Şekil 3.1. Zemin-yapı etkileşimi içermeyen sismik izolasyonlu (a) ve

izolasyonsuz (b) düzlem çerçevenin 1. kat seviyelerindeki yatay

yerdeğiştirmelerinin karşılaştırılması ... 94 Şekil 3.2. Zemin-yapı etkileşimi içermeyen sismik izolasyonlu (a) ve

izolasyonsuz (b) düzlem çerçevenin 1. kat seviyelerindeki

ivmelerinin karşılaştırılması ... 98 Şekil 3.10. Zemin-yapı etkileşimi içermeyen sismik izolasyonlu (a) ve

(13)

XII

Şekil 3.14. Zemin-yapı etkileşimi içermeyen sismik izolasyonlu (a) ve izolasyonsuz (b) düzlem çerçevenin 6. kat seviyelerindeki

ivmelerinin karşılaştırılması ... 101 Şekil 3.17. Zemin-yapı etkileşimi içermeyen sismik izolasyonlu düzlem

çerçevede kullanılan ÜESS mesnedinin yerdeğiştirmesi ... 102 Şekil 3.18. Zemin-yapı etkileşimi içermeyen sismik izolasyonlu ve

izolasyonsuz düzlem çerçevenin yüksekliği boyunca değişen

normal kuvvetlerinin karşılaştırılması ... 105 Şekil 3.19. Zemin-yapı etkileşimi içermeyen sismik izolasyonlu ve ankastre

mesnetli düzlem çerçevenin yüksekliği boyunca değişen kesme

kuvvetlerinin karşılaştırılması ... 105 Şekil 3.20. Zemin-yapı etkileşimi içermeyen sismik izolasyonlu ve

izolasyonsuz düzlem çerçevenin yüksekliği boyunca değişen

eğilme momentlerinin karşılaştırılması ... 106 Şekil 3.21. Zemin-yapı etkileşimi içermeyen sismik izolasyonlu ve

izolasyonsuz düzlem çerçevenin taban kesme kuvvetlerinin

karşılaştırılması... 106 Şekil 3.22. Zemin-yapı etkileşimi içermeyen düzlem çerçevenin sismik

izolasyonunda kullanılan ÜESS mesnedinin kuvvet-yerdeğiştirme

ilişkisi... 108 Şekil 3.23. Zemin-yapı etkileşimi içermeyen ve içeren sismik izolasyonsuz

düzlem çerçevenin 1. kat seviyesindeki yerdeğiştirmelerinin

karşılaştırılması... 111 Şekil 3.24. Zemin yapı etkileşimi içermeyen ve içeren sismik izolasyonlu

karşılaştırılması... 111 Şekil 3.25. Zemin-yapı etkileşimi içermeyen ve içeren sismik izolasyonsuz

(14)

XIII

Şekil 3.28. Zemin-yapı etkileşimi içermeyen ve içeren sismik izolasyonlu düzlem çerçevenin 3. kat seviyesindeki yerdeğiştirmelerinin

karşılaştırılması... 115 Şekil 3.32. Zemin-yapı etkileşimi içermeyen ve içeren sismik izolasyonlu

karşılaştırılması ... 118 Şekil 3.39. Zemin-yapı etkileşimi içermeyen ve içeren sismik izolasyonsuz

düzlem çerçevenin 1. kat seviyesindeki ivmelerinin

(15)

XIV

Şekil 3.42. Zemin-yapı etkileşimi içermeyen ve içeren sismik izolasyonlu düzlem çerçevenin 2. kat seviyesindeki ivmelerinin

(16)

XV

Şekil 3.56. Zemin-yapı etkileşimi içermeyen ve içeren sismik izolasyonsuz düzlem çerçevenin kat seviyelerindeki normal kuvvetlerinin

düzlem çerçevenin kat seviyelerindeki normal kuvvetlerinin

karşılaştırılması... 131 Şekil 3.58. Zemin yapı etkileşimi içermeyen ve içeren sismik izolasyonsuz

düzlem çerçevenin kat seviyelerindeki kesme kuvvetlerinin

karşılaştırılması... 133 Şekil 3.60. Zemin yapı etkileşimi içermeyen ve içeren sismik izolasyonsuz

düzlem çerçevenin kat seviyelerindeki eğilme momentlerinin

düzlem çerçevenin kat seviyelerindeki eğilme momentlerini

düzlem çerçevenin taban kesme kuvvetlerinin karşılaştırılması... 136 Şekil 3.63. Zemin-yapı etkileşimi içermeyen ve içeren sismik izolasyonlu

düzlem çerçevenin taban kesme kuvvetlerinin karşılaştırılması... 136 Şekil 3.64. Zemin-yapı etkileşimi içermeyen düzlem çerçevede kullanılan

ÜESS mesnedinin kesme kuvveti-yerdeğiştirme ilişkisi... 138 Şekil 3.65. Yumuşak zemin üzerindeki düzlem çerçevede kullanılan ÜESS

mesnedinin kesme kuvveti-yerdeğiştirme ilişkisi... 138 Şekil 3.66. Orta zemin üzerindeki düzlem çerçevede kullanılan ÜESS

mesnedinin kesme kuvveti-yerdeğiştirme ilşikisi... 139 Şekil 3.67. Sert zemin üzerindeki düzlem çerçevede kullanılan ÜESS

mesnedinin kesme kuvveti-yerdeğiştirme ilşikisi... 139 Şekil 3.68. Gülburnu köprüsünün sismik izolasyonsuz, TESS ve ÜESS

mesnedi kullanarak yapılan analizleri sonuçlarından elde edilen

köprü tabliyesi düşey yerdeğiştirmelerinin karşılaştırılması ... 141 Şekil 3.69. Gülburnu köprüsünün sismik izolasyonsuz, TESS ve ÜESS

mesnetleri kullanarak yapılan analizleri sonuçlarından elde edilen

(17)

XVI

Şekil 3.71. Gülburnu köprüsünün sismik izolasyonsuz, TESS ve ÜESS mesnetleri kullanarak yapılan analizler sonuçlarından elde edilen

(18)

XVII

Sayfa No

Tablo 1.1. Durum 1-5’deki ÜESS mesnet sisteminin davranışı ... 56

Tablo 2.1. Düzlem çerçevenin kesit ve malzeme özellikleri i ... 79

Tablo 2.2. Temel zeminin özellikleri ... 80

Tablo 2.3. ÜESS mesnedinin parametreleri... 82

Tablo 2.4. Düzlem çerçevedeki seri modelde kullanılan parametreler... 82

Tablo 2.5. Gülburnu Köprüsü’nün analizlerinde kullanılan malzeme özellikleri ... 86

Tablo 2.6. Gülburnu Köprüsü’nde kullanılan ÜESS mesnet parametreleri... 88

Tablo 2.7. Gülburnu Köprüsü’ndeki seri modelde kullanılan parametreler ... 88

Tablo 3.1.. Zemin-yapı etkileşimi içermeyen sismik izolasyonlu ve izolasyonsuz düzlem çerçevenin periyotları... 92

Tablo 3.2. Zemin-yapı etkileşimi içermeyen düzlem çerçevenin maksimum kat ivmeleri ... 102

Tablo 3.3. Zemin-yapı etkileşimi içermeyen düzlem çerçevenin maksimum kat yerdeğiştirmeleri ... 103

Tablo 3.4. Zemin-yapı etkileşimi içermeyen sismik izolasyonlu ve izolasyonsuz düzlem çerçevenin maksimum normal kuvvetleri ... 107

Tablo 3.5. Zemin-yapı etkileşimi içermeyen sismik izolasyonlu ve izolasyonsuz düzlem çerçevenin maksimum kesme kuvvetleri ... 107

Tablo 3.6. Zemin-yapı etkileşimi içermeyen sismik izolasyonlu ve izolasyonsuz düzlem çerçevenin maksimum eğilme momentleri... 108

Tablo 3.7. Zemin-yapı etkileşimi içeren ve içermeyen sismik izolasyonlu ve izolasyonsuz düzlem çerçevenin üç ayrı zemin sınıfı için yapılan analiz sonuçlarından elde edilen periyotları ... 109

Tablo 3.8. Zemin-yapı etkileşimi içermeyen ve içeren düzlem çerçevenin analizleri sonuçlarından elde edilen maksimum kat ivmeleri... 128

Tablo 3.9. Zemin-yapı etkileşimi içermeyen ve içeren düzlem çerçevenin analizleri sonuçlarından elde edilen maksimum kat yatay yerdeğiştirmeleri ... 128

(19)

XVIII SEMBOLLER DİZİNİ

A Kayıcının alanı

a Sürtünme katsayısının maksimum ve minimum değerleri arasında geçişi kontrol eden katsayı

a Seri modelde sürtünme katsayısının maksimum ve minimum değerleri arasında geçişi kontrol eden katsayı

amaks Maksimum ivme

d Nominal yerdeğiştirme kapasitesi

h Eksen noktası ile küresel yüzeyin arasındaki dik mesafe

g Yerçekimi ivmesi

n Yapısal sistemin serbestlik derecesi P Sürtünmeli Sarkaç mesnet basıncı

R Sürtünmeli sarkaç mesnedinin küresel yüzeyinin eğrilik yarıçapı

s Saniye

u Yerdeğiştirme

W Mesnedin taşıdığı yük eff

B Kayan yüzeydeki sürtünme ile oluşan sönüm

D Mesnedin kayma hızı

i

d Seri modeldeki i. boşluk elemanın yerdeğiştirmesi f

F Kayma ara yüzeyi boyunca meydana gelen sürtünme kuvveti f

F Serim modeldeki sürtünme kuvveti max

f Maksimum sürtünme katsayısı

max0

f Mesnet basıncının yaklaşık olarak 0 olması durumunda sürtünme katsayısını

maxp

f _{Mesnet basıncına bağlı sürtünme katsayısı} min

f Minimum sürtünme katsayısı dri

F i.kayan yüzeye uygulanan yatay kuvvet

(20)

XIX

r

q (t) r. titreşim moduna ait modal koordinatlar

mb Kütle Mr r. Genelleştirilmiş kütle kb Rijitlik Kh Sarkacın rijitliği Kr r. Genelleştirilmiş rijitlik Pr r. Genelleştirilmiş kuvvet eff

R Sürtünmeli sarmacın efektif eğrilik yarıçapı

eff i

R Seri modelde i. elemanın etkili eğrilik yarıçapı

tf Mafsallı kayıcının küresel yüzeyi boyunca olan sürtünme çekmeleri

S Kayma ara yüzleri boyunca uygulanan normal basınçtan meydana gelen kuvvet

Vb Sürtünmeli sarkaç mesnedinin yatay yerdeğiştirmesi

Vmaks Maksimum taban kesme kuvveti

μ Sürtünme katsayısı

i

 Yüksek hızdaki hareket için i. yüzeydeki sürtünme katsayısı

*

u Kayma durumları arasında oluşan yerdeğiştirme udri i. yüzeydeki toplam yerdeğiştirme

(u)

 _ Anlık kayma hızının bir fonksiyonu

ξ Sönüm sabiti

 Faz açısı

v

δ Mesnetin düşey yerdeğiştirmesi

 Maksimum sürtünme katsayısının yüksek ve düşük basınçlar arasındaki geçişi kontrol eden bir katsayı

ω Doğal Frekans

n

 Doğal açısal frekans

r

 r. titreşim moduna karşılık gelen açısal frekans

(21)

XX

 

KL Doğrusal olmayan bağlantı elemanları hariç doğrusal elastik elemanların rijitlik matrisi

 

KN Bütün doğrusal olmayan serbestlik dereceleri için doğrusal efektif rijitlik matrisi

 

U Sistemin yer değiştirme vektörü

 

U Sistemin hız vektörü

 

U Sistemin ivme vektörü

 

P Dış yük vektörüdür

 

PN Doğrusal olmayan bağlantı elemanlarındaki doğrusal olmayan serbestlik derecesinden doğan yük vektörü

 

q Modal koordinatlar

 

 Hareketin genlik vektörü

 

 Normalleştirilmiş modal matris

 

 _r Normalleştirilmiş mod

 

I Birim matris π Sabit sayı  Dönme açısı  Öz değer vektör BE _{Boşluk eleman}

ÇBİ Çelik bilyeli izolatör ÇDH Çapraz doğrusal hareket

ÇHSSM Çok hendekli sürtünmeli sarkaç mesnet ESM Elastik sürtünmeli mesnet

F Dış kuvvet

FEM Fransız elastik mesnet sistemi İESS İki eğrilikli sürtünmeli sarkaç KESM Kayıcı elastik mesnet sistemi

(22)

XXI RKE Rijit kiriş eleman

T Periyot

TESS Tek eğrilikli sürtünmeli sarkaç TKM Tabakalı kauçuk mesnet sistemi TSD Tek serbestlik derecesi

SEM Sonlu eleman modeli SMS Sürtünmeli mesnet sistemi SSM Sürtünmeli sarkaç mesnedi ÜESS Üç eğrilikli sürtünmeli sarkaç YSKM Yüksek sönümlü kauçuk mesnet YZM Yeni Zelanda mesnet sistemi

(23)

1.1. Giriş

Yer küresinde meydana gelen ve önüne geçilemeyen doğal afetlerden biri olan depremin ne zaman meydana geleceği günümüz teknolojisi ile henüz tam olarak kestirilememektedir. Aynı şekilde, nerede ve hangi büyüklükte gerçekleşeceği de tahmin edilememektedir. Deprem meydana geldiğinde can ve mal kayıplarına sebep olabileceği bilinen bir gerçektir. Deprem ve depremin yapıyı nasıl etkilediği hakkında bilgiler arttıkça can ve mal kayıplarını önlemek amacıyla depreme daha dayanıklı yapılar yapılabilir. Bu nedenle depremin arzu edilmeyen bu etkisini azaltmak için farklı yöntemleri geliştirme ihtiyacı duyulmuştur.

Yapılan araştırmalar sonucunda zemin–yapı arasındaki etkileşimin azaltılmasıyla depremlerin yapılar üzerindeki etkilerinin azaltılabileceği anlaşılmıştır. Bu amaçla, zemin ve yapıyı kısmen birbirinden ayıran deprem izolatörleri geliştirilmiştir. Yapıyı zeminden ayırmak amacıyla kullanılan izolasyon teknikleri deprem hareketinin yapılar üzerindeki etkilerini oldukça azaltabilmektedir.

Son yıllarda depreme karşı kullanılan izolasyon sistemleri deprem mühendisliği alanında kabul edilebilir bir teknik olmuştur. Binaların, köprülerin ve önemli kimyasal sıvı depoları gibi yapıların depreme karşı dayanımını arttırmak amacıyla yaygın bir şekilde kullanılmaktadır.

Deprem izolasyon sistemlerinin kullanımıyla birlikte yapıların periyotları artmaktadır. Bu durum genellikle depremden dolayı yapıya aktarılan ivmenin azalmasına neden olmaktadır. Böylece yapıda oluşan tepki kuvvetleri de azalmaktadır. Diğer bir fayda ise; yerdeğiştirmeler daha çok deprem izolatörlerinde meydana gelmekte ve üst yapı rölatif olarak rijit kalarak, yapının depreme karşı dayanımını oldukça artırabilmektedir.

Deprem sırasında yapının periyodu ile zeminin periyodunun çakışması durumda rezonans olayı gerçekleşir. Rezonans olayı ile birlikte depremin hasarı beklenenden çok daha fazla olmaktadır. Genellikle uzun periyotlu yapılar kısa periyotlu zeminler üzerine, kısa periyotlu yapılar ise uzun periyotlu zeminler üzerine inşa edilmesi, depreme daha dayanıklı yapı tasarımı sağlamaktadır (Şengel vd., 2009). Depremden kaynaklanan ve yapıya etki eden enerji, ya ısıya dönüşür ya da yapı tarafından kinetik veya potansiyel enerjiye dönüştürülür.

(24)

Geleneksel yöntemler, yapının deprem yükü taşıma kapasitesini, rijitliğini, sünekliğini, stabilitesini ve elastik ötesi şekil değiştirmelerini artırarak, depremden gelen enerjileri tüketebilecek güçte taşıyıcı sistemi güçlendirmek veya iyileştirmek olarak uygulanmaktadır. Bunlara alternatif olarak geliştirilen sismik izolasyon yöntemleri; yapının rijitliğini azaltmak, periyodunu ve sönümümü artırarak yapıya gelen deprem kuvvetlerini küçültüp şiddetli depremlerde yapıya gelen depremin etkisini en aza indirgemek için uygulanmaktadır. Böylece yapının maruz kaldığı deprem enerjisi azalarak yapı depreme karşı daha dayanıklı olabilmektedir. Uygulanan sismik izolasyon sistemleri, yapının temeli ve alt kolonlar arasına yerleştirilen düşey yönde rijit yatay yönde esnek olan mesnetlerdir. Bu mesnetler, izolasyon sistemleri veya izolatörler olarak tanımlanır. Sismik izolasyon sistemleri, depreme karşı dayanma kapasitesini artırmak yerine yapıya gelen sismik enerjiyi azaltma ilkesine dayanmaktadır. Geliştirilen bu yeni uygulamanın doğru hesaplanması ve uygulamada doğru olarak montajı yapıldığı durumda, yapı şiddetli depremlere maruz kaldığında yapının rijit davranış göstermesine ve elastik sınırlar içinde kalmasına yol açar. Pekgökgöz vd. (2007), sismik izolasyon sistemlerinin yapıların depreme karşı dayanıklı olması için geliştirilmiş en etkili yöntemlerden biri olduğunu vurgulamıştır.

1.2 Konu ile İlgili Daha Önce Yapılmış Çalışmalar

Sismik izolasyon sistemleri, depreme dayanıklı yapı tasarımları için etkili bir tekniktir. Taban izolasyonunda esnek bir tabaka veya izolatör bu seviyede göreceli yerdeğiştirmelere müsaade edilmesi için yapı ile temeli arasına yerleştirilmiştir. İzolatör esnek olduğundan periyodu yapının periyoduna oranla nispeten daha uzundur. İzolatörün periyodu, izolatörlü yapının periyoduna hakim olmaktadır (Murnal ve Sinha, 2004).

Yapılar için bilinen patenti alınmış ilk sismik izolasyon sistemi Jules Touaillon tarafından Amerika’da 1870 yılında yapılmıştır (Fenz ve Constantinou, 2006). Bu sistem, bir çift içbükey yüzeyde yuvarlanan küre şeklinde bir mesnettir (Şekil 1.1). Patenti alındığından beri yaklaşık 140 yıldır sismik izolasyon kavramında bir gelişme olmamıştır. Bu nedenle sismik izolasyon sisteminin verdiği olanaklardan faydalanılamamıştır. Kayıcı bir sismik izolasyon sistemi 1909 yılında İngiltere’de bir tıp doktoru olan Calantarients tarafından kullanılmıştır. Bu kayıcı sistemde, temel ile yapıyı ayıran malzeme olarak kum, pudra ve mika kullanılmıştır. Böylelikle yapının yatay yükler altında kayacağı ve üst

(25)

yapıya aktarılan yüklerin azalacağı düşünülmüştür. Bu sismik izolasyon sistemi, yapıldığı dönemde patenti alınarak boru hatlarında uygulanmıştır (Ayhan, 2006).

1908 yılında 160,000 kişinin ölümüne sebep olan Messimo-Reggio depreminden sonra İtalya hükümeti tarafından atanan komisyon yapıların depreme dayanıklı olması için

Şekil 1.1. Jules Touaillon tarafından patenti alınan sistem

iki farklı yaklaşım sunmuştur. Bunlardan biri, yapı yüksekliklerini sınırlandırılması ve yatay kuvvetler etkisinde ankastre mesnetli tasarımlar yapılmasıdır. Diğeri ise, binaların temelini kum tabakası ile zeminden ayırmak veya binanın yatay yönde hareketine olanak sağlamak için rulman koymak idi. Bu yaklaşımlardan ilki kabul edilmiş ve uygulanmıştır.

1921 yılında Tokyo’da Imperial Hotel’in temelinde, sismik izolasyon fikrini ilk uygulayan Wright olmuştur. Yumuşak ve çamurlu zemin tabakasını sık aralıkla yerleştirdiği kazıklarla daha aşağıda yeterince iyi olan sert zemin tabakası ile birleştirmiştir. Bu uygulamadan dolayı olsa gerek Imperial Hotal, 1923 Tokyo depreminden sonra ayakta kalabilen ender yapılardan biri olmuştur.

Martel (1929), ilk depreme karşı güvenliği arttırmak fikrilerden biri olan birinci katın esnek yapılma fikrini ileri sürmüştür (Ayhan, 2006). 1935 ve 1938 yıllarında bu fikir üzerinde çalışılmıştır.

(26)

Birinci katın esnek yapılması zor olduğundan sismik izolasyon sistemlerin yapılması üzerinde durulmuştur. Deprem hareketinin yapıya gelişigüzel geldiği göz önüne alındığından dolayı bu temel mesnet sistemlerinin yaygın olarak kullanılması fikri önemini kaybetmiştir. Bunun yerine her yönde veya iki yönde hareket edebilen mesnetleri kullanma fikri ön plana çıkmıştır (Ayhan, 2006).

Davranış bakımından izolatörler iki büyük gruba ayrılır. Bunlar kauçuk ve sürtünme özelliklerini kullanan izolatörlerdir. Bu izolatör türlerinden biri olan kauçuk mesnetler, yapıların sismik izolasyonunda ilk defa Makedonya’nın Üsküp kentinde 1969 yılında tamamlanmış 3 katlı betonarme bir ilkokul binasında kullanılmıştır. Mesnet sistemi olarak doğal kauçuk bloklardan faydalanılmıştır. Bu yıllarda kauçuk içine çelik plakalar yerleştirilmediğinden düşey yönde istenilen rijitlik elde edilememiştir. Bunu yanı sıra, mesnette yanlara doğru şişmelerde görülmüştür. Bunun sonucu olarak bina depremin etkisiyle deprem sırasında sağa sola veya ileri geri hareket etmiş ve yukarı doğru sıçramıştır. Kauçuk mesnet arasına çelik levhalar koyarak yukarıda bahsedilen olumsuz durumların önüne geçilmiştir (Ateş ve Dumanoğlu 2003).

Geçen zaman içinde üretimi diğer izolasyon sistemlerine göre daha kolay ve dayanıklı olan sürtünmeli sarkaç mesnet (SSM) sistemleri geliştirilmiş ve testleri yapılmıştır. Mokha vd. (1996), SSM sistemleri var olan yapıların güçlendirilmesi ile birlikte yeni binalar, köprüler ve endüstriyel fabrikaların sismik izolasyonu için yaygın olarak kullanılan sistem olduğunu vurgulamışlardır.

SSM sistemi sarkaç prensibine göre çalışır. Bu sistem uzun ömürlü ve çevresel kirlenmelere karşı korunaklıdır. SSM sistemi mevcut ve yeni yapıların sismik direncinin artması yönünde etkili olup ve pratiklik sunmaktadır (Zayas, 1990). SSM sisteminde arzu edilen sismik özelliklere ulaşmak için SSM sisteminin taşıdığı ağırlıktan ve geometrisinden yararlanılır. Sismik izolasyon yapının doğal periyodunun değişmesiyle gerçekleştirilir. Doğal periyot değişimi, kullanılan SSM sisteminin eğrilik yarıçapının değiştirilmesiyle elde edilir.

Zayas, Low and Mahin (1987), sismik izolasyon aygıtlarını 150 den fazla deprem simülasyonu ve deprem şartları altında test etmişlerdir (Zayas, 1990).

Constantinou vd. (1993), köprülerde kullanılan SSM sisteminin davranışlarını deneysel olarak elde etmişlerdir. Deprem simülasyon testlerini SSM’i kullanılarak izolasyonu yapılan bir köprü modeline bağlı olarak yapmışlardır. Yaptıkları deneysel çalışma sonucunda, sismik izolasyonlu köprünün deprem dayanım kapasitesinin arttığını

(27)

gözlemişlerdir. Sistemin davranışını tahmin etmek amacıyla kullandıkları analitik yöntemlerden elde edilen sonuçların deneysel çalışmayla oldukça benzer olduğunu rapor etmişlerdir.

Ateş ve Dumanoğlu (2003), zemin esnekliğinin taban izolasyonlu binaların dinamik davranışı üzerindeki etkisini incelemek amacıyla SSM sistemi ile taban izolasyonu yapılan iki boyutlu 7 katlı düzlem çerçeve sisteminin dinamik analizlerini gerçekleştirmişlerdir. Bu dinamik analizlerde; 18 Mayıs 1940 El-Centro depreminin kuzey-güney bileşeni ve 13 Mart 1992 Erzincan depreminin doğu-batı bileşeni kullanılmışlardır. Sonuç olarak, geleneksel ankastre mesnetli çerçeve modellerinde zemin eğilebilirliğinin etkisi önemli olurken, taban izolasyonu yapılan çerçeve modellerinde zemin eğilebilirliği etkisinin önemli değişimlere neden olmadığını göstermişlerdir.

Ateş vd. (2004), SSM sistemi ile taban izolasyonu yapılan üç açıklıklı bir köprü modelini ele almışlardır. Taban izolasyonlu ve taban izolasyonsuz köprü modellerinin deprem analizlerinden elde edilen periyotları, yerdeğiştirmeleri, ivmeleri ve kesme kuvvetleri karşılaştırmışlardır. Yapılan karşılaştırmalar sonucunda izolasyonlu köprünün periyotlarının izolasyonsuza göre fark edilir derecede büyüdüğü, ivme ve taban kesme kuvvetlerinin ise fark edilir derecede azaldıklarını yaptıkları analiz sonuçlarından elde etmişlerdir.

Türker (2005), sismik izolasyon yöntemi geleneksel olarak uygulanan yaklaşımlara kıyasla depreme karşı daha dayanıklı ve etkili bir uygulama olduğunu belirtmiştir.

Pekgökgöz vd. (2007), birinci derece deprem bölgesinde yer alan 6 katlı betonarme bir konut binayı taban izolasyonlu ve izolasyonsuz olarak yapılması durumları için maliyet analizi yapmışlardır. Elde edilen sonuçlarda sismik izolasyon uygulanan binanın izolasyonsuz binaya göre maliyeti % 40-45 civarında arttığını göstermişlerdir. Ancak, depremden sonra hastaneler, yollar, köprüler, nükleer güç santralleri, önemli kimyasal sıvı depoları, okullar ve müzeler gibi önem arz eden ve deprem sonrası hizmet etmesi gereken yapıların deprem sonrası kullanabilirliği göz önüne alınınca artan maliyet göz ardı edilebilir.

Kim ve Yun (2007), basit bir köprü modeli üzerinde farklı sürtünme katsayılarına ve farklı eğrisel içbükey yüzeylere sahip iki eğrilikli sürtünmeli sarkaç (İESS) mesnedi kullanarak köprünün ayaklarındaki kesme kuvvetlerindeki azalmaları araştırmışlardır.

Fenz ve Constantinou (2006), aynı ve farklı sürtünme katsayılarına ve eğrilik yarıçaplarına sahip İESS mesnet sistemlerini karşılaştırmışlardır. Yaptıkları çalışma

(28)

sonucunda, bir yüzeyi düşük sürtünme ve küçük etkili yarıçap diğer yüzeyi ise daha yüksek sürtünme ve daha büyük etkili yarıçapa sahip olan İESS mesnet sistemleri az şiddetli deprem titreşimlerinde daha iyi yeniden merkezlenme gösterdiğini ortaya koymuşlardır. Bununla birlikte şiddetli depremler olması durumunda ise İESS mesnet sistemleri önemli derecede esneklik ve enerji emme kabiliyetlerine sahip olduğunu belirtmişlerdir.

Malekzadeh ve Taghikhany (2010), İESS ve tek eğrilikli sürtünmeli sarkaç (TESS) mesnet sistemi ile sismik izolasyonu yapılmış binanın tepkilerini karşılaştırmışlardır. Farklı şiddetlerdeki deprem kayıtlarını kullanarak doğrusal olmayan dinamik analizler yapmışlardır.

Soneji ve Jangid (2007), şiddetli yer hareketine maruz kalan kablolu köprülerin korunmasında pasif karma izolasyon sistemlerin etkilerini araştırmışlar. Karma izolasyon sistemi, viskoz sıvı sönüm ile birlikte kayma ve kauçuk izolasyon sistemlerinin kombinasyonundan oluşmaktadır. Illinois’te Quincy Bay-view Köprüsünün basitleştirilmiş bir modelinin sismik tepkisi, gerçek deprem yer hareketinin iki yatay bileşeni altında araştırılmıştır. Viskoz sıvı sönüm, kauçuk ve karma izolasyon sistemleriyle birlikte pasif bir enerji dağıtma aracı olarak kullanılmıştır. İzolasyonlu kablolu köprünün deprem davranışında viskoz sıvı sönümünün doğrusal olmayan etkileri, farklı hız değerleri ve sönüm katsayıları dikkate alınarak araştırılmıştır. Bu araştırmanın sonucunda viskoz sıvı sönümün, sismik izolasyonlu kablolu köprünün deprem davranışını önemli ölçüde azalttığı görülmüştür. Ayrıca doğrusal olmayan viskoz sönümün, maksimum izolatör yerdeğiştirmesinin kontrolünde daha etkin olduğu da görülmüştür.

Purnachandra ve Jangid (2008), farklı izolasyon sistemleriyle kablolu köprünün deprem tepkilerini araştırmışlardır. Seçilen izolasyon sistemleri yüksek sönümlü kauçuk mesnet, kurşunlu kauçuk mesnet, sürtünmeli sarkaç sistemi ve esnek sürtünmeli sismik izolasyon sistemlerinden oluşmaktadır. Bütün mesnetlerde aynı anda hareket eden boyuna yönde yer hareketi uygulanmıştır. Köprünün deprem davranışını Newmark’ın adım adım integrasyon yöntemi ile köprünün temel hareket denklemini çözerek elde edilmiştir. Çalışmada ayrıca izolatör parametrelerinin çeşitliliğinin etkinliği araştırılmıştır. Devrilme momenti, taban kesme kuvvetinde önemli azalmalar olduğu ve diğer dinamik tepkiler sismik izolatörler kullanılarak kontrol altına alındığı gözlemlenmiştir. Elde edilen sonuçlar karşılaştırıldığında, esnek sürtünmeli taban izolatör ve kurşunlu kauçuk mesnetlerin performansı ve yüksek sönümlü kauçuk mesnet ve sürtünmeli sarkaç mesnetlerin performansından daha iyi olduğu gözlemlenmiştir. Üstelik yüksek sönümlü kauçuk

(29)

mesnedin ve kurşunlu kauçuk mesnedin sönüm oranındaki artış, söz konusu mesnetlerin taban kesme kuvveti ve yerdeğiştirmelerini azalttığı sonucuna varılmıştır. Yapıdaki izolasyon periyodu, seçilen yer hareketinin türünün yanı sıra izolatörlere bağlı olduğu belirlenmiştir.

Soneji ve Jangid (2008), iki yönde deprem etkisine maruz kablolu köprülerin deprem davranışında zemin-yapı etkileşiminin etkileri araştırmışlardır. Köprü tabliyesinde geleneksel yüksek sönümlü kauçuk mesnetler kullanılarak kulelerden itibaren sismik izolasyon yapılmıştır. Yumuşak, orta ve sert zemin olmak üzere üç çeşit zemin dikkate alınmıştır. Kazık- zemin etkileşimi, zeminin davranışını modellemek için kullanılan Bouc-Wen modeli ve paralel olarak yerleştirilmiş viskoz sönümleyiciler ve doğrusal olmayan yaylar kullanılarak Winkler temel modeli kullanılarak idealleştirilmiştir. Elde edilen bulgular incelendiğinde yumuşak zemin durumu için, zemin-yapı etkileşimleri ihmal edilmesi durumunda mesnet yerdeğiştirmelerinin gerçek değerinin altında olabileceğini belirlemişlerdir. Ayrıca, özellikle zemin yumuşak ve kuleler çok rijit olduğu zaman zemin-yapı etkilerinin dâhil edilmesi sismik izolasyonlu kablolu köprülerin etkin tasarımı için önemli olduğunu vurgulamışlardır.

Faramarzi ve Montazar (2009), İESS mesnet sistemi kullanılan, depremin düşey bileşeninin etki ettiği üç boyutlu tek katlı bir binada sismik izolasyon sisteminin yerdeğiştirme kapasitesini ve taban kesme kuvvetlerini incelemişlerdir.

Yurdakul ve Ateş (2010), üç eğrilikli sürtünmeli sarkaç mesnedi kullanarak sismik izolasyonlu ve sismik izolasyonsuz 8 katlı düzlem çerçevenin dinamik tepkilerini karşılaştırmışlardır. Yaptıkları analizlerden elde edilen sonuçlarda, kesit tesirlerinde, rölatif kat yatay yerdeğiştirmelerinde ve taban kesme kuvvetlerinde sismik izolasyonsuz duruma oranla azalmaların olduğunu tespit etmişlerdir.

Hyakuda vd., (2001), Japonya’da İESS mesnet sistemi ile izolasyonu yapılmış bir binanın tepkilerini ele almışlardır. Bu çalışmada, kullanılan mesnet sistemi mafsallı olmadığından, eşit sürtünme ve eşit etkili eğirlik yarıçaplı alt ve üst içbükey yüzeylerde farklı yönlerde hareket olmamıştır. Dolayısıyla, mesnet aşırı aşınmalara maruz kalmıştır.

Vlassis ve Spyrakos (2001), zemin-yapı etkileşimini dikkate alarak sismik izolasyonlu bir köprünün sönümünü arttırma ve taban kesme kuvvetlerini azaltmaya yönelik bir çalışma yapmışlardır. Yaptıkları bu çalışmada güncel köprü tasarım kurallarını göz önüne almışlardır. Yaptıkları çalışma sonucunda; zemin-yapı etkileşiminin önemli azalmalara neden olduğuna ulaşmışlardır.

(30)

Spyrakos ve Vlassis (2002), sismik izolasyonlu köprü tasarımlarında zemin yapı etkileşiminin dahil edilmesi gereken durumlarını belirlemişler ve zemin-yapı etkileşiminin güvenlik seviyesini artırma ve maliyeti düşürme gibi avantajlarından yaralanmışlardır.

Tongaonkar ve Jangid (2003), zemin yapı etkileşiminin kauçuk mesnetli üç açıklıklı köprünün tepkilerini incelemişlerdir. Kazıkların etrafını çevreleyen zeminin sismik izolasyonlu köprünün tepkisi üzerinde önemli etkisi olduğunu ve zemin-yapı etkileşimi hesaba katılmadığında belirli şartlar altında köprü ayağındaki mesnet yerdeğiştirmelerinin ihmal edilebilir olduğunu tespit etmişlerdir.

Tsai vd. (2004a), yaptıkları bir çalışmada, zemin yapı etkileşimi dikkate alınarak SSM sistemli yapıların analizleri sonuçlarında, yerdeğiştirmelerde ve kesme kuvvetlerinde farklılıklar olduğunu ortaya çıkarmışlardır. Yaptıkları bu çalışmada SSM sistemi ile izole dilmiş yapılarda zemin ortamının esnekliliğini ve ışınsal sönümün dikkate alınması gerektiğini vurgulamışlardır. Yapılan çalışma sonucunda; zemin-yapı etkileşimi dikkate alındığında yerdeğiştirmelerin ve kesme kuvvetlerinin zemin-yapı etkileşimi dikkate alınmadığı duruma göre daha fazla olduğu gözlemlemişlerdir.

Dicleli vd. (2005), zemin yapı etkileşimi etkilerinin sismik izolasyonlu köprülerinin deprem davranışı üzerindeki etkisini araştırmışlardır. Rijit zemin üzerine inşa edilen hafif ve ağır yapılar ile sismik izoasyonlu köprülerin sismik analizinde zemin yapı etkileşimi etkilerinin ihmal edilebileceği analiz sonuçlarından anlaşıldığını bildirmişlerdir. Ancak, zemin-yapı etkileşimi, temel zeminin rijitliği ne olurda olsun ağır altyapı ve hafif üst yapılı köprüler için dikkate alınması gerektiğini vurgulamışlardır. Yumuşak zemin durumlarında köprünün tipi ne olursa olsun zemin yapı etkileşiminin dikkate alınması gerekliliği bildirilmiştir.

Soneji ve Jangid (2006), yüksek sönümlü kauçuk izolatör, kurşun çekirdekli izolatör ve sürtünmeli sarkaç tipi izolatörleri kullanarak kablolu köprülerin sismik izolasyonları üzerinde çalışmışlardır. Newmark metodu kullanarak köprü tabliyesi boyunca dört farklı deprem ivme kaydı kullanarak köprü için zaman tanım alanında analiz yöntemi kullanmışlardır. Köprünün sismik izolasyonlu ve izolasyonsuz olarak sonuçlarını karşılaştırmışlardır. İzolasyon kullanılan köprünün kule taban kesme kuvvetlerinde ve ivmelerinde azalma olduğunu gözlemlemişlerdir.

Constantinou ve Kneifati (1988), sismik izolasyonlu yapının dinamik analizlerini, zemin-yapı etkileşimini dikkate alarak incelemişlerdir. Yaptıkları bu çalışmada harmonik bir yer hareketine maruz kalan ve sert kayayı örten elastik toprak tabakası üzerine

(31)

kurulmuş çok katlı binaların tepkisine zemin yapı etkileşiminin nasıl etki ettiğini araştırılmıştır. Araştırma sonucunda zemin yapı etkileşimi etkileri küçük kütle oranlı az katlı yapılar (yumuşak zemin tabakası üzerindeki birkaç katlı yapılar) için önemli olduğunu vurgulamışlardır.

Spyrakos vd., (2009b), zemin yapı etkileşimini dikkate alarak SSM sistemi ile sismik izolasyonu yapılmış yapıların tepkilerini incelemişlerdir. Yaptıkları çalışmada, frekansın zemin rijitliği ve sönüm katsayılarından bağımsız olunduğu düşünülerek frekans etki alanındaki hareket denklemlerini çıkartmışlardır.

1.3. Sismik İzolasyon Çeşitleri

Sismik izolasyon sistemleri, yapının temeli ve kolonları arasına yerleştirilmiş, yatay yönde esnek düşey yönde rijit olan taşıyıcılar olarak tanımlanır. Bu taşıyıcılara izolasyon aletleri yada izolasyon sistemleri denir. Uygulamada kullanılan sismik izolasyon sistemleri kauçuk ve sürtünmeye dayalı izolatörler olarak bilinmektedir. Bu sistemler aşağıda açıklanmıştır.

1.3.1. Tabakalı Kauçuk Mesnet Sistemi

Jangid ve Datta’ya (1995) göre, tabakalı kauçuk mesnet sistemi (TKM), sismik izolasyon sistemlerinden en fazla tercih edilen sismik izolasyon çeşididir. Bu sistemin temel bileşenleri tabakalar halinde kullanılan çelik ve kauçuk plakalardır. Sönümün ve rijitliğin paralel etkileri bu sistemin en önemli özelliğidir. Genellikle TKM sistemi yatayda esnek hareket edebilen ve düşeyde rijit olan yüksek sönüm gösteren sismik izolasyon sistemidir. Tracis’e (1984) göre, bu sistemin doğal frekans ve sönüm sabiti olmak üzere iki karakteristik özelliği vardır. Tracis (1984) tarafından yapılan deneylerden elde edilen sonuçlarda, sistemin sönüm sabiti mesnedin şekil değiştirmesine bağlıdır. Şekil değiştirme %2 olduğunda sönüm oranı 0,18 ve şekil değiştirme %50 olduğunda sönüm oranı 0,10 olduğu kabul edilmiştir. TKM sisteminde öngörülen değerler: sismik izolasyonlu yapının periyodu 2 s olduğunda doğal frekans π rad/s, sönüm 0,10 dir. TKM sistemi, değişen şartlar altında taşıyıcı olmayan sistemleri etkili bir şekilde koruduğu gözlemlenmiştir (Fan,

(32)

F.G. ve Ahmadi, G., 1990). TKM sisteminin kesiti ve oluştuğu elemanları, analitik modeli ve kuvvet–yerdeğiştirme ilişkisi Şekil 1.2’de gösterilmiştir.

a) Kesit ve elemanlar b) Analitik model c) Kuvvet-yerdeğiştirme

ilişkisi

Şekil 1.2. Tabakalı kauçuk mesnet sistemi

Burada, F kuvvet; Vb sürtünmeli sarkaç mesnedinin yatay yerdeğiştirmesi; kb rijitlik;

cb sönüm ve mb kütledir.

1.3.2. Yeni Zelanda Mesnet Sistemi

İlk olarak 1975 yılında Yeni Zelanda’da kullanmaya başlandığından bu sisteme Yeni Zelanda Mesnet (YZM) sistemi denilmektedir. TKM sisteminin benzeri olan Yeni Zelanda Mesnet sisteminin farkı; merkezine enerji dağılımında ilave bir rijitlik sağlamak amacıyla yerleştirilen kurşun çekirdek kullanılmasıdır. Kurşun çekirdeğin deprem esnasında oluşan enerjiyi emebilme kapasitesi, izolatörün yatay yönde yerdeğiştirme kapasitesini azaltır. YZM sistemi prensip olarak histeretik söndürücü olarak çalışmaktadır (Skinner vd., 1975). Histeretik söndürücü aletin kuvvet-yerdeğiştirme özelliği gerçeğe yakın olarak doğrusal olmayan diferansiyel denklemler kullanarak elde edilir (Constantinou ve Tadjbakhsh, 1985). Bu sistemin en önemli sakıncası depremden dolayı oluşan güçlü yer hareketinden dolayı kurşun çekirdeğin zarar gördüğünün tespit edilip edilememesidir. Bu sistem Yeni Zelanda, Amerika ve Japonya’da yaygın olarak kullanılmaktadır. YZM sisteminin kesiti ve oluştuğu elemanları, analitik modeli ve kuvvet–yerdeğiştirme ilişkisi Şekil 1.3’te gösterilmiştir. mb vb kb cb F vb Üst çelik plaka

Alt Çelik Plaka Kauçuk

(33)

a) Kesit ve elemanlar

b) Analitik model c ) Kuvvet-yerdeğiştirme ilişkisi Şekil 1.3. Yeni Zelanda mesnet sistemi

1.3.3. Elastik Sürtünmeli Mesnet Sistemi

Elastik sürtünmeli mesnet sistemi (ESM) Mostaghel ve Khodaverdian (1987, 1988) tarafından önerilmiş bir sürtünmeli mesnet sistemidir. ESM sistemi birbirleriyle sürtünmeli bir şekilde teflon ile kaplanmış eşit merkezli daireler halinde bulunan plakalardan ve merkezi bir kauçuk çekirdekten oluşmaktadır. Plaka birleşimleri sürtünmeden dolayı sönüm artmaktadır. Mesnedin yerdeğiştirmesi ve hızının mesnet yüksekliği boyunca dağıtılması merkezi kauçuk çekirdek tarafından sağlanmaktadır. Bunun yanı sıra sistem tepki kuvveti, sönüm ve sürtünme kuvvetinin davranışları birbirine paraleldir. Bu sistemin karakteristik özellikleri; sürtünme katsayısı (μ), sönüm sabiti (ξ) ve doğal frekansı (ω)’dır. Bu karakteristik özellikler için Mostaghel ve Khodaverdian (1987, 1988) tarafından ω = π/2 rad/s, ξ = 0,10 ve 0,03 ≤ μ ≥ 0,05 değerlerinin alınması tavsiye edilmiştir. ESM sisteminin kesiti ve oluştuğu elemanları, analitik modeli ve kuvvet–yerdeğiştirme ilişkisi Şekil 1.4’te gösterilmiştir.

vb kb cb mb vb F Alt çelik plaka

Üst çelik plaka

Kurşun çekirdek

Çelik Kauçuk

(34)

12

a) Kesit ve elemanlar

b) Analitik model c) Kuvvet-yerdeğiştirme ilişkisi Şekil 1.4. Elastik sürtünmeli mesnet sistemi

1.3.4. Fransız Elektrik Mesnet Sistemi

Sismik izolasyon sistemlerinden bir diğeri olan Fransız Elastik Mesnet (FEM) sistemi Fransız Elektrik Kurumu’nun desteği ile nükleer güç santrallerini depremin zararlı etkilerinden korumak için geliştirilmiş ve deprem bölgelerinde bu sistemi nükleer güç santralleri için standartlaştırmıştır. TKM sisteminin kesiti ile aynı olan FEM sistemi işlem ömrü boyunca sürtünme katsayısı 0,2 olarak tasarlanmıştır. FEM sisteminin analitik modeli, kuvvet-yerdeğiştirme ilişkisi Şekil 1.5’te gösterilmiştir.

a) Analitik model b) Kuvvet-yerdeğiştirme ilişkisi Şekil 1.5. Fransız elektrik mesnet sistemi

vb F vb kb cb s mb vb mb kb cb vb F vb

Üst çelik plaka _{Üst bağlantı plakası} Kauçuk

çekirdek Sürtünmeli

halkalar

Çevresel kauçuk çekirdek kb

cb

(35)

1.3.5 Kayıcı Elastik Sürtünmeli Mesnet Sistemi

Su vd. (1989b) tarafından önerilen Kayıcı Elastik Mesnet (KESM) sistemi ESM ve FEM sisteminin özelliklerini içermektedir. ESM sisteminin üst yüzüne sürtünmeli bir tabaka yerleştirilmesi sonucu olarak FEM sisteminde olduğu gibi yapı temeli üzerinde kayabilmektedir. Sismik hareketlerin küçük olduğu zaman ESM gibi davranır. Depremin oluşturduğu sismik hareketin büyük olduğu durumlarda ise de üst yüzeydeki sürtünmeli tabakada hareket gözlemlenir. KESM sisteminin analitik modeli ve kuvvet-yerdeğiştirme ilişkisi Şekil 1.6’da gösterilmiştir.

a) Analitik model b)Kuvvet-yerdeğiştirme ilişkisi Şekil 1.6. Kayıcı elastik sürtünmeli mesnet sistemi

1.3.6. Yüksek Sönümlü Kauçuk Mesnet Sistemi

Yüksek sönümlü kauçuk mesnet (YSKM) sistemi ile izole edilmiş sismik izolasyon sistemi, stratejik önem arz eden yapılar ve anıtsal yapılarda depremin zararlı etkisini azalttığı için önem kazanmıştır (Ceccoli vd,1999). Genelde kullanılan depremden koruma stratejisi, binanın temeli ile kolonu arasına yerleştirilen kauçuk mesnet kullanımlarında, binanın temel frekansının deprem kaydındaki hakim frekans aralığından daha düşük olarak düşünülmesidir. Yapılan çalışmalar gösteriyor ki, yakın çevredeki uyarım ve depremden dolayı oluşan yer hareketleri üst yapı ile temel arasına yerleştirilmiş sismik izolasyon aygıtlarında kabul edilemez ölçüde büyük yerdeğiştirmelere sebep oluyor. YSKM kullanımı, doğrusal aralıkta istenilen sonuç elde edilir iken yüksek enerji yitimi sağladığı için büyük ölçüde tavsiye edilir (Ceccoli vd,1999). Jangid ve Datta (1995), doğal kauçuktan yapılmış YSKM sistemi, yüksek sönümlü elastik bir maddenin karışımı olan KL301 adı verilen bir maddeden yapılmıştır. Bu madde Japonya’da Brigestone firması

vb F vb y mb kb cb s

(36)

tarafından üretilmektedir. KL301’in çok küçük şekil değiştirmelerinde kesme modülü 4.300kPa, %50 şekil değiştirmelerde 650 kPa, %100 şekil değiştirmede 430 kPa ve %150 şekil değiştirmede 340 kPa’dır. Mesnet 2 mm kalınlığında 20 adet kauçuk tabakadan oluşmaktadır. Üst tarafta 2 mm kalınlığında birer çelik levha bulunmaktadır. YSKM sisteminin kesiti ve oluştuğu elemanları ve kuvvet–yerdeğiştirme ilişkisi Şekil 1.7’de gösterilmiştir.

a) Kesit ve elemanlar b) Kuvvet-yerdeğiştirme Şekil 1.7. Yüksek sönümlü kauçuk mesnet sistemi

1.3.7. Sürtünmeli Mesnet Sistemi

Prensip olarak sürtünmeli mesnet sistemi (SMS) sürtünmeli kayan bir mekanizmadır (Su vd., 1989a, 1990; Jangid, 1997). Yatay sürtünme kuvvetlerinden dolayı harekete karşı koyar ve oluşan enerjiyi emer. SMS, bina temelinde bir silindir veya kum tabakası kullanımı ile en iyi şekilde örneklendirilebilir. Bu sistem Çin’de depremin yıkıcı etkilerinden korunmak için az katlı binalarda kullanılmak amacıyla geliştirilmiştir. Geniş frekanslı dağılım için etkili bir mesnet sistemidir. Mostaghel ve Tanbakuchi (1983) tarafından depremin yer hareketinden dolayı oluşan zarar verici etkisine karşı sürtünmeli mesnet ile izole edilmiş yapının etkinliği üzerine çalışılmıştır. SMS geniş dağılımlı frekanslar için etkilidir. SMS’inde, sürtünme kuvveti temelde meydana gelirken hareket eden mesnedin kütle merkezi ve rijitlik merkezi yapının kütlesiyle orantılı olabilmektedir. Bundan dolayı simetrik yapılarda ortaya çıkan burulma etkileri azalmaktadır. SMS’nin analitik modeli, kuvvet-yerdeğiştirme ilişkisi, Şekil 1.8’de gösterilmiştir.

KL301 Alt plak

Üst plak vb

(37)

a) Analitik model b) Kuvvet-yerdeğiştirme ilişkisi Şekil 1.8. Sürtünmeli mesnet sistemi

1.3.8. Çapraz Doğrusal Hareket Sistemi

Çapraz doğrusal hareket (ÇDH) sistemi, birbirine dik olarak yerleştirilmiş iki tane doğrusal yaya monte edilen iki tane düşük sürtünmeli doğrusal hareket eden bloktan oluşmaktadır. ÇDH sistemi Şekil 1.9’da gösterilmiştir.

Şekil 1.9. Çapraz doğrusal hareket sisteminin görünüşü

ÇDH sistemi üzerinde yer alan tampon bloklar çok düşük sürtünme kuvvetine sahiptir. Bundan dolayı düşük kesme kuvveti karşılamaktadır. Yani, çok düşük yanal etkilerde dahi sistem hareket etmektedir. ÇDH sisteminin farklı bir özelliği ise, basınç kuvveti yanı sıra çekme kuvvetine karşı çalışabilmektedir. Hata ve Ogura’ya (2004) göre ÇDH tipi izolatörler, kurşun çekirdekli izolatörler ve diğer izolatör tipleri ile de birlikte kullanılmaktadır (Türker, 2005). vb F vb mb s

(38)

1.3.9. Çelik Bilyeli İzolatör

Çelik bilyeli izolatör (ÇBİ), düşük sürtünme katsayısına sahip iki adet çelik levha arasına yerleştirilmiş çok sayıda çelik bilyelerden oluşmaktadır. Bilyelerin sayısı, binanın düşey yüklerini karşılayacak şekilde ve izolatörlerin tasarımı sırasında ayarlanmaktadır. ÇBİ sistemi Şekil 1.10’da gösterilmiştir. Hata ve Ogura’ya (2004) göre ÇBİ, kurşun çekirdekli izolatörler ve diğer izolatör tipleri ile de birlikte kullanılmaktadır (Türker, 2005).

Şekil 1.10. ÇBİ sisteminin görünüşü

1.3.10. Sürtünmeli Sarkaç Mesnet Sistemleri

Zayas vd. (1987), tarafından üretilen SSM sistemleri yukarıda bahsedilen sistemlere göre üretimi kolay ve dayanıklıdır. SSM sisteminden istenilen sismik izolasyon sonuçlarını elde etmek için mesnedin taşıdığı ağırlıktan ve sarkacın geometrisinden faydalanılır. Çevresel etkilere karşı dayanıklı ve uzun ömürlüdür (Zayas, 1990).

SSM sisteminin mühendislik prensiplerinin iyi bilinmesi gerekmektedir. SSM sistemleri deprem izoasyonu yapılan yapı deprem hareketlerine karşı küçük genlikli sarkaç hareketleri ile tepki vermektedir. Bu nedenle SSM sisteminden istenilen sismik izolasyon sonuçlarını elde etmek için sarkacın taşıdığı ağırlıktan ve sarkacın geometrisinden faydalanılır. Kayıcı üzerindeki kompozit malzeme ile mafsallı kayıcı yüzey arasındaki hıza bağımlı sürtünme bulunmaktadır. Bu sürtünme yapıya iletilen sismik enerjiyi emmede faydalı olduğu vurgulanmıştır. (Tsai ,1997; Almazan vd., 1998; Tsai vd., 2003; Deb S.K., 2004; Tsopelas ve Constantinou, 1996; Zhou, Q. vd., 1994; Nagarajaiah vd., 1991). (Zayas vd., 1987; Zayas vd., 1990; Hamidi vd., 2003). Zayas vd. (1989), SSM’nin prensiplerini belirlemiş olup ve bu prensipler bütün sürtünmeli küresel kayıcı mesnetler için geçerlidir.

(39)

Bu mesnetler, depremden dolayı binaya iletilen yatay yükleri ve titreşim hareketlerini büyük ölçüde azaltır (Zayas vd., 1987 Tsai, 1997). SSM yapıyı ve bileşenlerini 8 büyüklüğündeki depremlerde korur ve yerin altından ve yakın civardaki titreşimlere uyum sağlayabilir. Sarkaç hareketinin ilkeleri ve yapılacak malzemenin özelliğinin iyi bilinmesiyle uzun ömürlü ve çevresel kirlenmelere karşı korumalı bir sistem tasarlanabilinir.

SSM sistemi kayıcı bir sistem olup silindirik içbükey yüzey üzerinde kayabilen mafsallı kayıcıdan oluşmaktadır. Kayma tipindeki izolatörler genellikle paslanmaz çelik tabakalardan ve polytetrafluoroethylene karışımı olan komposit malzemeden oluşur (Kim ve Yun, 2007). Bu mesnedin yapıldığı malzeme yüksek basınç mukavemetine sahiptir.

Mesnedin periyodu, sönümü, taşıdığı yük kapasitesi ve maksimum yerdeğiştirmesi birbirinden bağımsız olarak seçilir. SSM sisteminin dinamik periyodu 1–5 s arasında ve yerdeğiştirme kapasitesi 150 cm’ye kadar çıkabilir. Dinamik sürtünmeler %3 ile %20 arasındadır. Efektif sönüm aralığı %10 ile %40 arasındadır. Mesnetlerin her biri 13600 ton’a kadar düşey yük ve 9070 ton’a kadar gerilme kapasitesindeki yükleri taşıyabilir (URL-1, 2010). Ayrıca SSM çok yönlü özellikleri, en düşük maliyeti ve en iyi sismik performansı kullanmak yönünden olanak sağlar.

Sarkaç hareketi prensibine dayanan SSM sisteminin sarkaç hareketinden SSM sistemine geçişi Şekil 1.11’de gösterilmiştir.

a) Sarkaç hareketi b) Kayan sarkaç hareketi c) SSM sistemi Şekil 1.11. Sarkaç hareketinin SSM sistemine geçişinin gösterilmesi

R mb W r R mb R